2016年, 第0卷, 第11期　刊出日期：2016-11-14

  

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理论研究
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  全液压钻机给进液压系统的负载特性

  康绍鹏,赵静一,杨少康,张志壮

  液压与气动. 2016, 0(11): 1-9. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.001

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  通过对全液压钻机实际工况和负载特性分析,建立钻套与钻具之间的摩擦系数关系,针对给进电液系统进行优化设计,分别建立加压钻进和减压钻进压力控制系统数学模型;根据钻进地质情况的不同,对控制回路性能与溢流压力关系和控制回路压力-流量与电比例换向阀阀口开度关系进行分析,研究变负载对压力控制性能的影响,实现高效节能的回路控制。通过现场对给进液压缸负载力的采集,对比仿真分析,充分证明了给进压力控制回路可以对加压力准确调节,使钻杆在实际钻进过程中安全、平稳,优化后的给进电液系统在给进压力控制方面效果显著。
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  自供能量式磁流变半主动悬架特性研究

  寇发荣,陈龙,张武,张冬冬,李爱民

  液压与气动. 2016, 0(11): 10-14. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.002

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  为了克服磁流变半主动悬架耗能大的缺点,提出了一种自供能式磁流变半主动悬架结构。分别建立了磁流变减振器和直线电磁线圈数学模型,分析得出了半主动悬架能够实现能量自供给的必要条件,对该磁流变半主动悬架动态性能和自供能效果进行了仿真分析。结果表明,该磁流变半主动悬架在天棚控制下簧载质量加速度下降26.2%,悬架动挠度下降10.8%,轮胎动载荷下降13.3%;能够实现能量自供给,馈能效率为13.6%。
综合应用
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  中/重型车辆坡道起步辅助系统气动控制电磁阀的设计与研究

  张庆渴,王洪亮,谷文豪

  液压与气动. 2016, 0(11): 15-19. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.003

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  目前手动挡汽车,尤其是中/重型车辆坡道起步时,需要驾驶员进行复杂的操作,操作不当易导致发动机熄火或溜车。通过系统结构设计原理分析,得到对电磁阀的功能和结构需求,设计了由1个膜片阀和1个二位三通常闭电磁阀集合而成的坡道起步控制电磁阀。借助该阀,驾驶员无需复杂的操作便可实现汽车坡道起步。此外,通过坡道起步控制电磁阀开关动作系统压力滞后特性试验研究得到:为了达到对制动力的精确控制,应根据系统特性适当选择坡道起步控制电磁阀开启与关闭时间,坡道起步控制电磁阀的断电时间至少应大于开启滞后时间32 ms,坡道起步控制电磁阀的通电时间至少要大于关闭滞后时间8 ms。
理论研究
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  超声波喷嘴雾化性能影响因素的研究

  沈政,孙中圣,李小宁

  液压与气动. 2016, 0(11): 20-23. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.004

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  为研究新的雾化方式并将其应用于实际的油雾润滑系统中,针对流体动力式超声波喷嘴,设计其雾化性能测试系统。通过测量喷嘴产生的油雾浓度和喷嘴的流量,研究喷嘴在不同进气压力、进出口压差时的雾化性能。研究结果表明:随着喷嘴进气压力的增大,油雾浓度先增大后减小,喷嘴流量先增大后趋于恒定,喷嘴的进口压力最佳值为0.5 MPa;增大喷嘴进出口压差可以明显地提高油雾浓度和喷嘴的流量,喷嘴的雾化性能得到显著提升。
工程技术
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  动外壳式海水径向柱塞泵设计及力学特性分析

  方继根,吴进军,于革刚,杨友胜,王帅,司传岭

  液压与气动. 2016, 0(11): 24-30. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.005

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  水液压传动是一种最常用的海洋能能量转换方式。针对潮流能水轮机及其能量转换的特点,设计了一种动外壳式海水径向柱塞泵,研究了其静态性能;详细分析了关键摩擦副—滚动体与外壳内曲面摩擦副的接触力学特性;建立关键零部件网格模型,对其应力分布规律进行分析。
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  往复柱塞泵转套式配流系统泵腔流场仿真研究

  张延君,张洪信,赵清海,王新亮,张铁柱

  液压与气动. 2016, 0(11): 31-35. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.006

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  往复柱塞泵转套式配流系统是一种结构紧凑、密封可靠的新型配流系统。针对其流量倒灌和压力超调问题,利用软件Fluent,采用UDF(User-Defined-Function)功能和滑移网格与动网格技术,对往复柱塞泵转套式配流系统泵内的非定常流动进行了仿真研究。仿真结果表明,配流系统只在排油向进油过渡的瞬间出现压力超调,并产生短时间压力震荡;往复柱塞泵进油阶段,进油腔内液压油流速较慢,流动范围较大,排油阶段,液压油流速较大,流动范围很小;整个工作周期内进油口与泵腔之间无流量倒灌现象,但出油口与泵腔在每个过渡瞬间都出现倒灌,倒灌流量较小、时间较短。
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  超大直径盾构管片拼装机液压和电控系统设计

  李宏波,周建军,张兵,马亚楠

  液压与气动. 2016, 0(11): 36-41. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.007

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  依托国内超大直径隧道工程盾构需求的背景,对超大直径盾构管片拼装机的运动姿态和原理进行分析,设计了一种超大直径盾构管片拼装机液压系统和电控系统,对今后超大直径盾构管片拼装机的设计制造具有一定的指导意义。
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  压力边界条件对方形腔液力变矩器CFD计算的影响分析

  王松林,冀龙飞,马文星

  液压与气动. 2016, 0(11): 42-47. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.008

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  以L820运转液力变矩器为研究对象,运用CFD方法对其进行数值模拟,分别对设置与忽略进出口压力边界条件时方形腔液力变矩器的变矩比、效率和泵轮转矩系数等原始特性参数进行计算。将仿真计算结果与试验数据进行对比、分析,得出当忽略进出口压力边界条件时,方形腔液力变矩器特性参数的计算结果误差较大,而在设置进出口压力边界条件后,其计算结果的准确度得到了大大地提高。针对压力边界条件对方形腔液力变矩器CFD计算的影响进行研究,有效地提高了方形腔液力变矩器CFD计算的准确度,对方形腔液力变矩器的开发、设计具有一定的指导意义。
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  变频泵控预应力张拉设备的自适应模糊PID张拉力控制

  李文锋,游庆和,廖强,须民健,罗斌

  液压与气动. 2016, 0(11): 48-54. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.009

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  为提高预应力张拉设备对工程现场的适应性与可靠性,设计了一种基于变频电机驱动定量泵的张拉力控制系统。基于该液压系统建立其数学模型,针对该变频液压控制系统的非线性与参数时变性,提出了应用自适应模糊PID控制算法解决常规PID控制的适应性问题,并基于专家经验给出了模糊集及模糊整定规则,选取了合理的PID参数论域取值。利用MATLAB/Simulink对该控制系统进行了仿真研究,通过实验对该算法的控制效果进行了验证。由仿真与实验结果可知,自适应模糊PID控制能够减小超调量,缩短调整时间,能够有效提高张拉力变频泵控系统的动态响应与稳态性能。
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  基于模糊PID的客车ABS转弯制动半实物仿真测试

  陆艺,吴佳伟,卢洁,赵静

  液压与气动. 2016, 0(11): 55-60. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.010

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  车辆在弯道制动的条件下很容易失去稳定性,防抱死系统(ABS)在很大程度上提高了车辆转弯的稳定性。在低成本硬件条件下搭建起基于MATLAB/xPC的半实物仿真平台,通过MATLAB/Smulink建立8自由度仿真模型,采用控制鲁棒性较强的模糊PID的ABS控制策略,对客车在高低附着系数路面制动转弯的情况下进行了硬件在环测试。测试结果表明:该控制算法能有效提高汽车稳定性,使滑移率较好地控制在最佳值0.2附近,具有更好的鲁棒性和自适应能力。
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  直角截止阀噪声特性分析及优化设计

  刘东彦,李发,高隆隆,李宝仁

  液压与气动. 2016, 0(11): 61-66. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.011

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  针对直角截止阀振动噪声较大的实际问题,建立了某型号直角截止阀的流场结构,并利用CFD数值计算方法对其在不同开度下的压力、速度和湍流动能进行了计算。计算结果显示,直角截止阀在阀口位置具有明显的空化现象和湍流噪声,且阀口开度越小,噪声问题越明显。针对该问题,对直角截止阀的阀芯、阀座和回油腔流道结构进行了低噪声优化设计和计算分析。计算结果表明,优化后的新型直角截止阀与原阀相比,空化系数减小了10%以上、湍流噪声降低了20 dB以上,具有良好的低噪声性能。
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  水面漂浮物处理船的设计及应用

  陈仙明,丁明明,欧洋,周浩夫

  液压与气动. 2016, 0(11): 67-71. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.012

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  结合河道水库漂浮物打捞存在的不足,设计了一款集漂浮物存储、压缩、打包和吊装为一体的处理船。介绍了处理船功能、指标、组成及工作原理,阐述了结构布局、液压系统、电气系统等设计细节。该处理船作为打捞船的配套处理船,大大减少打捞船在打捞区域和码头的往返次数,也可作为人工打捞处理平台独立使用。经水库运行试验,达到预期目标,具有广阔的市场应用前景。
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  高压差迷宫式调节阀流道设计研究

  刘佳,何庆中,刘晓叙,刘怡,董学莲

  液压与气动. 2016, 0(11): 72-76. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.013

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  为提高调节阀在高压差工况下的降压控速能力,以迷宫式结构的调节阀为主要研究对象,根据流体力学理论和多级降压原理,对分流式和对冲式两种流道结构的迷宫调节阀进行数值模拟,获得了两种流道内部压力和速度的分布信息,并绘制成压力及速度变化的对比曲线。分析结果表明:在相同工况下,分流式流道更利于降压,而对冲式流道控速效果更加明显。通过分析这两种流道的结构特点,改进设计出一种新型流道,此结构能全面兼顾降压和控速的性能。
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  一种新型三自由度并联机构动力学建模

  蔡云飞,郑淑涛,徐加宝,韩俊伟

  液压与气动. 2016, 0(11): 77-81. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.014

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  基于牛顿欧拉法,针对一种采用非对称液压缸构建的新型三自由度并联机构进行了完整的动力学建模,为该机构结构优化打下基础。运用非对称阀控制非对称缸负载匹配理论,给出了一定结构参数和运动性能要求下的负载轨迹、最佳负载匹配曲线以及相关液压参数,为液压元件的选型提供设计依据。
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  负载敏感多路阀测试系统研究

  徐莉萍,南晓青,蔡留金

  液压与气动. 2016, 0(11): 82-86. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.015

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  设计负载敏感多路阀液压测试回路,建立以负载敏感多路阀为测试对象的测试系统。通过STM32单片机为核心的硬件电路,将压力、位移和流量等传感器采集所得数据进行处理;以LabVIEW为软件控制平台,通过高性能以太网芯片W5500,实现对阀数据的在线采集、输出、保存及打印。以某种农机专用且已知性能完好的负载敏感多路阀为测试对象,根据测试结果判断测试系统性能及被测负载敏感多路阀具体参数。系统测试结果表明,所设计测试系统稳定可靠,为多路阀测试系统研究提供一些有价值的参考。
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  内曲线液压马达减小柱塞变形结构优化

  刘泽宇,曾良才,湛从昌,刘洋,朱兵

  液压与气动. 2016, 0(11): 87-91. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.016

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  内曲线柱塞马达中柱塞受力导致滚柱与柱塞接触面之间发生硬性接触,造成摩擦磨损,降低了马达工作性能与使用寿命。为减小内曲线柱塞马达柱塞的磨损,在柱塞上开应力变形孔释放应力能量,达到减小变形的目的。利用ANSYS-Workbench进行仿真,得到柱塞滚柱面的变形分布,并分析了应力变形孔的宽度和位置对变形的影响。结果表明:应力变形孔可以改变柱塞应力分布,从而减小滚柱面关键部位的变形,并且随着应力变形孔宽度和位置的变化,滚柱面上不同位置的变形变化规律也有差异,因此存在着相对最优的宽度与位置。
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  基于PLC的气动摆模机械手控制系统设计

  张良,韩彦军,王艳莉

  液压与气动. 2016, 0(11): 92-97. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.017

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  为了提高混凝土预制件生产线效率,设计了基于PLC的四轴气动摆模机械手控制系统。该系统以S7-200 PLC为控制核心,Smart 700为人机界面。分析了机械手的结构与功能,在此基础上设计了控制系统的硬件组成,根据机械手的实际作业需要和工作流程的特点,完成了软件系统的编写。试验结果表明该控制系统抗干扰能力强,控制精度高、性价比高、性能稳定、操作简单,同时具有良好的可扩展性和可维护性,能满足摆模需求,符合工业应用要求。
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  基于AMESim的飞机液压能源系统优先阀动态特性分析

  李涛,杨斌,张建波,谢孟恺,王鸿鑫

  液压与气动. 2016, 0(11): 98-103. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.018

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  针对飞机液压系统的液压冲击问题,在分析液压冲击产生机理的基础上,运用AMESim仿真软件建立民用飞机液压系统动态特性仿真模型,并分析优先阀开启时间、管路长度、管径和壁厚对液压冲击的影响规律。仿真结果表明,通过增大优先阀开启时间,适当缩短管路长度和增大管径能够有效降低液压系统的液压冲击现象。所采用的研究方法和仿真模型能够为民用飞机元件和管路的参数匹配和布置安装提供理论依据。
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  电液比例高低机系统模糊PID控制研究

  刘艳,王艳

  液压与气动. 2016, 0(11): 104-108. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.019

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  研究电液比例高低机控制系统,考虑阀控非对称缸系统正反向行程的非对称性、摩擦等因素,通过状态方程组形式建立了电液比例阀控非对称缸驱动高低机系统的非线性模型。在MATLAB/Simulink中采用模糊自适应PID控制方式,建立电液比例高低机模糊PID控制模型并进行仿真,结果与传统PID控制方式相比,能有效地改善高低机系统的动态特性,满足实际高低机控制特性。
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  适应振动工况的气体连接器密封结构设计与试验

  武凯日,沈超

  液压与气动. 2016, 0(11): 109-113. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.020

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  新一代航天运载器发射过程要求气体连接器在运载器点火至起飞与气体连接器分离的时段保持供气状态,并在发射过程振动条件下保持可靠密封。针对任务需求,对原连接器进行了模拟试验,试验证明O形圈端面密封结构不能满足规定的使用要求。在分析的基础上确定将端面密封结构改进为径向密封结构。新型连接器样机通过了地面振动模拟试验,产品装机参加了靶场飞行试验任务,经考核其性能和可靠性满足规定条件下的使用要求,为在其他型号上或领域内的应用打下了基础。
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  基于电液比例控制的平台状态转换技术研究

  周黎,李敏,高亚东,刘学慧

  液压与气动. 2016, 0(11): 114-118. https://doi.org/10.11832/j.issn.1000-4858.2016.11.021

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  对大型活动平台状态转换技术进行研究,提出一种电液比例同步控制系统,采用压力触地判断和载荷全程监控策略,实现多个液压支腿的同步伸缩,提高了平台状态转换过程中的同步性和安全性。利用AMESim建立了系统仿真模型,验证控制策略的正确性;并在实际系统中得到充分应用,达到非常好的控制效果。
综合应用
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  中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届委员会委员名录

  液压与气动. 2016, 0(11): 119-119.

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